RU2428920C1 - Способ оценки насыщения кислородом крови в коронарном синусе у человека - Google Patents

Способ оценки насыщения кислородом крови в коронарном синусе у человека Download PDF

Info

Publication number
RU2428920C1
RU2428920C1 RU2010113423/14A RU2010113423A RU2428920C1 RU 2428920 C1 RU2428920 C1 RU 2428920C1 RU 2010113423/14 A RU2010113423/14 A RU 2010113423/14A RU 2010113423 A RU2010113423 A RU 2010113423A RU 2428920 C1 RU2428920 C1 RU 2428920C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blood
heart
oxygen
coronary
blood flow
Prior art date
Application number
RU2010113423/14A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Александрович Власов (RU)
Юрий Александрович Власов
Original Assignee
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный университет (НГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный университет (НГУ) filed Critical Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный университет (НГУ)
Priority to RU2010113423/14A priority Critical patent/RU2428920C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2428920C1 publication Critical patent/RU2428920C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к области медицины, а именно к кардиологии. Измеряют массу тела, рост обследуемого. Определяют общее потребление кислорода организмом, концентрацию гемоглобина в крови, насыщение кислородом артериальной крови. Вычисляют площадь поверхности тела. Проводят эхокардиографию. Определяют величину ударного объема сердца. Снимают ЭКГ, измеряют частоту сердечных сокращений. Вычисляют минутный объем кровообращения. Вычисляют величину коронарного кровотока, потребления кислорода организмом и сердцем, капиллярный кровоток в миокарде, насыщение кислородом крови в коронарном синусе по оригинальным математическим формулам с использованием перечисленных измеренных и вычисленных параметров. Способ позволяет оценивать насыщение кислородом крови в коронарном синусе и связанные с этой величиной важные функциональные характеристики коронарного кровообращения у пациентов неинвазивно, в условиях стандартно оснащенной лаборатории функциональной диагностики. 1 табл.

Description

Область техники
Изобретение относится к области медицины, а именно к кардиохирургии и кардиологии.
Уровень техники
Известно, что исследованию всех параметров образца крови, забранного из коронарного синуса сердца у пациента с ишемической болезнью сердца либо с патологией сердечной мышцы (например, кардиомиопатией), придается важный диагностический и прогностический смысл (Jaumdally Rami, Varma Chetan, Macfadyen R.J. et al Coronary sinus blood sampling: an insight into local cardiac pathophysiology and treat-ment? // European Heart J. - 2007. - V.28. - №8. - P.929-P.940) [1]. Одним из таких параметров является насыщение кислородом крови в коронарном синусе (SKS) сердца, по которому судят о кислородном балансе сердца.
Известен способ прямого измерения насыщения кислородом крови в коронарном синусе сердца (SKS) с применением волоконного оптического оксиметрического зонда (7,5 Opticath, Oximetrix, California, USA), датчик в котором расположен на кончике зонда. Его вводят непосредственно в кронарный синус пациента (Crake Т., Canepa-Anson R., Shapiro L. et al. Continuous recording of coronary sinus oxygen saturation during atrial pacing in patients with coronary artery disease or with syndrome X // Br Heart J. - 1988. - V.59. - P.31-P.38) [2] и в условиях рентгеноперационной ведут наблюдения.
В других способах используют микроспектрофотометрические методы измерения (SKS) на замороженных при низких температурах препаратах сердца, которые могут быть использованы только в экспериментах на животных (Monroe R.G., Gamble W.J., La Farge C.G. et al. Transmural coronary venous O2 saturations in normal and isolated hearts// Amer. J. Physiolol. - 1975. - V.228. - №1. - P.318-324; [3] Grunewald W.A., Lübbers D.W. Die Bestimmung der intracapillären НbO2 - Sättigung mit einer kryo-mikrofotometrischen Methode angewandt am Myokard des Kaninchens // Pfütigers Arch. - 1975. - Bd.353. - H.3. - S.255-273) [4].
Измерения (SKS) с помощью волоконных оптических оксиметров могут быть применимы только в клинических условиях с соблюдением асептики, что существенно ограничивает их широкое применение для оценки состояния сердечной деятельности больных с сердечно-сосудистой патологией.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание способа, позволяющего делать оценку насыщения кислородом крови в коронарном синусе сердца (SKS) и связанных с нею важных функциональных характеристик коронарного кровообращения у пациентов в условиях стандартно оснащенной лаборатории функциональной диагностики.
Способ состоит в следующем: измеряют массу тела W (кг), рост пациента H (см) и вычисляют поверхность тела пациента по известной формуле:
Figure 00000001
,
где ПТ - поверхность тела, м2; W - масса тела, кг; H - рост, см; 104 - коэфициент перевода площади тела в м2; измеряют общее потребление кислорода (ПО2ОБЩ), измеряют концентрацию гемоглобина в крови (Hb), измеряют насыщение кислородом артериальной крови (SA), измеряют величину ударного объема сердца по эхокардиографии, измеряют частоту сердечных сокращений по ЭКГ (ЧСС) и по ним вычисляют величину минутного объема кровообращения (МОК). По полученным измерениям и вычислениям оценивают величину коронарного кровотока
для мужчин, если ПТ<1,81698 м2, то
Figure 00000002
где QС - коронарный кровоток в мл/мин;
выражение
((5,255×ПТ -0,304))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; если ПТ>1,81698 м2, то
Figure 00000003
выражение
((2,0904×(ПТ 1,2625))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК.
Для женщин, если ПТ<1,5185 м2, то
Figure 00000004
где QС - коронарный кровоток в мл/мин,
выражение
((5,8812×(ПТ -0,6646))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; если ПТ>1,5185 и <1,6945 м2, то
Figure 00000005
выражение
((2,559×(ПТ 1,3308))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; если ПТ>1,6945 м2, то
Figure 00000006
выражение
((7,267×(ПТ -6515))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; и если прямо не измерена величина потребления кислорода сердцем у пациента, то ее оценивают
у мужчин
Figure 00000007
у женщин
Figure 00000008
где 9,85459462±0,0444% составляет потребление кислорода сердцем от его общего потребления всем организмом у мужчин в возрасте от 15 до 75 лет; у женщин в возрасте от 12 до 65 лет - 12,4252569±0,2526%; ПО2СЕРД - потребление кислорода сердцем в мл/мин; ПО2ОБЩ - потребление кислорода организмом человека в мл/мин.
Точную индивидуальную оценку потребления кислорода сердцем получают, используя функцию - ПО2СЕРД % общего ПО2=f(ПТ).
Для мужчин, если ПТ<1,81698 м2, то
Figure 00000009
где ПО2СЕРД и ПО2ОБЩ - потребление кислорода сердцем и организмом в мл/мин; если ПТ>1,81698 м2, то
Figure 00000010
для женщин, если ПТ<1,60808 м2, то
Figure 00000011
если ПТ>1,60808 м2, то
Figure 00000012
Полное количество кислорода, которое поступает в коронарное русло сердца, равно сумме кислорода, прошедшего по шунтирующим сосудам в венозную дренажную систему сердца, и количества кислорода, оставшегося неиспользованным в обменных капиллярах сердца.
В венулах сердца смешение неиспользованного в капиллярах кислорода с тем его количеством, которое содержит объем шунтирующего потока, как раз составляет величину кислорода, в коронарном синусе сердца.
Вычисляют капиллярный кровоток в сердце
Figure 00000013
где QK - капиллярный кровоток в сердце в мл/мин, 1,355 константа Гюфнера - количество мл кислорода, связываемого одним граммом гемоглобина, Hb - концентрация гемоглобина в крови в г/л, SVKK - насыщение кислородом крови на венозном конце миокардиального капилляра в %, которое вычисляют по формуле
Figure 00000014
где SVKK - насыщение крови кислородом на венозном конце капилляра в миокарде в % или десятичных долях единицы, SA - насыщение артериальной крови кислородом, % или десятичные доли единицы.
Далее вычисляют величину шунтирующего потока в миокарде
Figure 00000015
где QШ - шунтирующий поток в миокарде в мл/мин, QC - коронарный кровоток в мл/мин, QK - капиллярный кровоток миокарда в мл/мин.
Полное количество кислорода, поступающее в коронарный синус, выражают уравнением
Figure 00000016
где qO2ks - количество кислорода, оставшегося в крови коронарного синуса после пассажа по коронарному руслу сердца; qO2vkk - количество кислорода, оставшегося неиспользованным в обменных капиллярах сердца; qШ - количество кислорода, поступившего непосредственно в венозный дренаж сердца по шунтирующим метартериолам, минуя обменные капилляры сердца.
Раскрывают члены уравнения (16)
Figure 00000017
где QC - коронарный кровоток, л/мин; SKS - насыщение кислородом крови коронарного синуса, % или десятичные доли единицы.
Раскрывают следующий член уравнения (16):
Figure 00000018
где qO2vkk - количество кислорода, неиспользованного в обменных капиллярах, мл; QK - величина капиллярного кровотока в сердце, мл/мин; SVKK - насыщение кислородом крови на венозном конце обменного капилляра, % или десятичные доли единицы. И последний член уравнения (16)
Figure 00000019
где qШ - количество кислорода, поступающего по шунтирующим метартериолам сразу в венозные коллекторы сердца, минуя обменные капилляры; QШ - величина шунтирующего потока в сердце, мл/мин.
Находят полное количество кислорода, поступившее в сердце
Figure 00000020
где q - полное количество кислорода, которое поступает в сердце с коронарной кровью; QC - коронарный кровоток, мл/мин; Hb - концентрация гемоглобина в крови в г/л; SA - насыщение артериальной крови кислородом, % или десятичные доли единицы. Подставляют в уравнение (16) уравнения (17)-(20) и получают выражение
Figure 00000021
где SKS - насыщение кислородом крови в коронарном синусе, % или десятичных долях единицы; QC - коронарный кровоток в мл/мин; SVKK - насыщение крови кислородом на венозном конце капилляра в миокарде в % или десятичных долях единицы; QШ - шунтирующий поток крови в миокарде в мл/мин; SA - насыщение артериальной крови кислородом в % или десятичных долях единицы; QK - капиллярный кровоток в миокарде в мл/мин
и уравнения (20-21) преобразуют в окончательное выражение
Figure 00000022
в котором все обозначения те же, что и уравнениях (19)-(20).
Это уравнение используют для оценки насыщения кислородом крови в коронарном синусе сердца. При этом отношения (QK/QC) и (QШ/QC) характеризуют деление коронарного кровотока на его основные части: участвующую в обмене газами и веществом и проходящей через обменные капилляры и участвующей в теплообмене и проходящей по шунтирующим микрососудам.
Примеры использования способа
В таблице приведены исходные данные в первых семи колонках, которые были получены при обследовании больных с диагнозом: Функциональный шум в сердце и у которых во время диагностического зондирования сердца и крупных сосудов не был подтвержден диагноз порока сердца. Поэтому их данные характеризуют кровообращение здорового человека. В других шести колонках приведены значения параметров, производных от данных первых семи, которые отражают тесную взаимосвязь с кровообращением и функцией сердца. Последовательная подстановка этих значений в уравнения дает возможность посредством конечного уравнения (22) вычислить значение насыщения кислородом крови в коронарном синусе SKS, оттекающей от сердца. Как видно, SKS варьирует под влиянием изменения независимых аргументов - возраста, пола, величины поверхности тела, а значит, от массы тела и роста обследуемого, концентрации гемоглобина, общего потребления кислорода организмом, минутного объема кровообращения и насыщения кислородом артериальной крови.
Вариации SKS у мужчин и женщин не совпадают вследствие функциональных, физиологических и антропометрических различий этих групп.
Все эти измерения могут быть осуществлены в стандартно оснащенных лабораториях функциональной диагностики или клинической физиологии.
Источники информации
1. Jaumdally Rami, Varma Chetan, Macfadyen R.J. et al. Coronary sinus blood sampling: an insight into local cardiac pathophysiology and treatment? // European Heart J. - 2007. - V.28. - №8. - P.929-P.940.
2. Crake T., Canepa-Anson R., Shapiro L. et al. Continuous recording of coronary sinus oxygen saturation during atrial pacing in patients with coronary artery disease or with syndrome X // Br Heart J. - 1988. - V.59. - P.31-P.38.
3. Monroe R.G., Gamble W.J., La Farge C.G. et al. Transmural coronary venous O2 saturations in normal and isolated hearts // Amer. J. Physiolol. - 1975. - V.228. - №1. - P.318-324.
4. Grunewald W.A., Lübbers D.W. Die Bestimmung der intracapillären HbO2 - Sättigung mit einer kryo-mikrofotometrischen Methode angewandt am Myokard des Kaninchens // Pflügers Arch. - 1975. - Bd.353. - H.3. - S.255-273.
5. Способ определения величины капиллярного кровотока и величины артериоловенулярного шунта: Пат. 2267983 Россия, МПК7 A61B 5/02, A61B 5/145, Власов Ю.А., Смирнов С.М., Окунева Г.Н.: ГУ НИИ патол. кровообращ. МЗ РФ. - №2004100454; Заявл. 05.01.04; 20.01.2006. Бюл. №02.
Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000025

Claims (1)

  1. Способ оценки насыщения кислородом крови в коронарном синусе сердца у человека, состоящий в том, что измеряют массу тела (W), рост обследуемого (Н), измеряют общее потребление кислорода организмом (ПО2ОБЩ), измеряют концентрацию гемоглобина в крови (Hb), измеряют насыщение кислородом артериальной крови (SA), измеряют величину ударного объема сердца по эхокардиографии, измеряют частоту сердечных сокращений по ЭКГ (ЧСС) и по ним вычисляют величину минутного объема кровообращения; вычисляют площадь поверхности тела -
    ПТ=((W0,425)×(H0,725)×71,8)/104,
    где ПТ - поверхность тела, м2; W - масса тела, кг; Н - рост, см; 104 - коэффициент перевода площади тела, м2;
    оценивают величину коронарного кровотока
    для мужчин, если ПТ<1,81698 м2, то
    QC=((5,255×(ПТ -0,304))/100)×MOK,
    где QC - коронарный кровоток в мл/мин, МОК - минутный объем кровообращения в мл/мин,
    выражение ((5,255ЧПТ -0,304))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; если ПТ>1,81698 м2, то
    QC=((2,0904×(ПТ 1,2625))/100)×MOK,
    выражение ((2,0904×(ПТ 1,2625))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК;
    для женщин, если ПТ<1,5185 м2, то
    QC=((5,8812×(ПТ -0,6646))/100)×MOK,
    выражение ((5,8812×(ПТ -0,6646))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; если ПТ>1,5185 и <1,6945 м2, то
    QC=((2,559×(ПТ 1,3308))/100)×MOK,
    выражение ((2,559×(ПТ 1,3308))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; если ПТ>1,6945 м2, то
    QC=((7,267×(ПТ -0,6515))/100)×МОК,
    выражение ((7,267×(ПТ -6515))/100) отражает величину коронарного кровотока в % от МОК; и если прямо не измерена величина потребления кислорода сердцем у пациента, то ее оценивают у мужчин
    ПО2СЕРД=((9,85459462)/100)×ПО2ОБЩ;
    у женщин
    ПО2СЕРД=((12,4252569)/100)×ПО2ОБЩ,
    где 9,85459462±0,0444% составляет потребление кислорода сердцем от его общего потребления всем организмом у мужчин в возрасте от 15 до 75 лет; у женщин в возрасте от 12 до 65 лет - 12,4252569±0,2526%; ПО2СЕРД - потребление кислорода сердцем в мл/мин; ПО2ОБЩ - потребление кислорода организмом человека в мл/мин;
    индивидуальную оценку потребления кислорода сердцем получают, используя функцию ПО2СЕРД % общего ПО2=f(ПТ),
    для мужчин, если ПТ<1,81698 м2, то
    ПО2СЕРД=((-3,0422×(ПТ 2)+(10,193×ПТ)+1,2528)/100)×ПО2ОБЩ,
    если ПТ>1,81698 м2, то
    ПО2СЕРД=((839,81×(ПТ 4)-(6521,8×(ПТ 3))+(18958)×(ПТ 2))-(24447×ПТ)+11810)/100)×ПО2ОБЩ;
    для женщин, если ПТ<1,60808 м2, то
    ПО2СЕРД=((6,0349×(ПТ l,3661))/100)×ПО2ОБЩ,
    если ПТ>1,60808 м2, то
    ПО2СЕРД=((-291,74×(ПТ 2)+(988,85×ПТ)-823,91)/100)×ПО2ОБЩ;
    QK - капиллярный кровоток в сердце в мл/мин вычисляют по уравнению
    QK=(((ПО2СЕРД)/1,355)/(Hb/1000))+(Hb×SVKK)/(Hb/1000),
    где 1,355 константа Гюфнера - количество,мл,кислорода, связываемого 1 г гемоглобина, Hb - концентрация гемоглобина в крови в г/л, SVKK - насыщение кислородом крови на венозном конце миокардиального капилляра в % или десятых долях единицы, которое вычисляют по формуле
    SVKK=0,0653×(SA -5,1116),
    где SA - насыщение артериальной крови кислородом, % или десятичные доли единицы; вычисляют величину шунтирующего потока в миокарде QШ в мл/мин:
    QШ=QC-QK,
    где QC - коронарный кровоток в мл/мин, QK - капиллярный кровоток миокарда в мл/мин; и полученные выше значения подставляют в уравнение и находят искомое значение насыщения кислородом крови в коронарном синусе сердца SKS:
    SKS=((QK/QC)×((0,0653×(SA -5,1116))/SA))+(Qш/QC),
    где QK - капиллярный кровоток миокарда в мл/мин; QC - коронарный кровоток в мл/мин; SA - насыщение артериальной крови кислородом, % или десятичные доли единицы; QШ - шунтирующий поток в миокарде в мл/мин; 0,0653 и 5,1116 - коэффициенты в уравнении SVKK=0,0653×(SA -5,1116).
RU2010113423/14A 2010-04-06 2010-04-06 Способ оценки насыщения кислородом крови в коронарном синусе у человека RU2428920C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010113423/14A RU2428920C1 (ru) 2010-04-06 2010-04-06 Способ оценки насыщения кислородом крови в коронарном синусе у человека

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010113423/14A RU2428920C1 (ru) 2010-04-06 2010-04-06 Способ оценки насыщения кислородом крови в коронарном синусе у человека

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2428920C1 true RU2428920C1 (ru) 2011-09-20

Family

ID=44758573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010113423/14A RU2428920C1 (ru) 2010-04-06 2010-04-06 Способ оценки насыщения кислородом крови в коронарном синусе у человека

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2428920C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2680798C2 (ru) * 2017-07-03 2019-02-26 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) Способ оценки числа функционирующих кровеносных капилляров у человека (варианты)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВЛАСОВ Ю.А., СМИРНОВ С.М. ОБЩИЙ И ШУНТИРУЮЩИЙ ПОТОК КРОВИ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКЕ ЧЕЛОВЕКА // Физиология человека. - Т. 35, №5, сентябрь-октябрь 2009, с.116-126. BAYKUT D, GEBHARD MM "Online detection of myocardial ischemia by near infrared spectroscopy with a fiberoptic catheter" Thorac Cardiovasc Surg. 2001 Jun; 49(3):162-6. FOLTZ WD, MERCHANT N "Coronary venous oximetry using MRI" Magn Reson Med. 1999 Nov; 42(5): 837-48. SAVITT MA, RANKIN JS "Influence of hyperbaric oxygen on left ventricular contractility, total coronary blood flow, and myocardial oxygen consumption in the conscious dog" Undersea Hyperb Med. 1994 Jun; 21(2): 169-83. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2680798C2 (ru) * 2017-07-03 2019-02-26 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) Способ оценки числа функционирующих кровеносных капилляров у человека (варианты)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4031438B2 (ja) 生体機能診断装置
Matsumura et al. Determination of anaerobic threshold for assessment of functional state in patients with chronic heart failure.
US8428673B2 (en) Medical measuring device
KR20140034118A (ko) 생체 내 조직 산소화의 결정
Williams et al. Dynamic measurement of human capillary blood pressure
TWI270364B (en) Integrated biosignal measuring apparatus
Rosenberry et al. Determinants of skeletal muscle oxygen consumption assessed by near-infrared diffuse correlation spectroscopy during incremental handgrip exercise
Dunaev Wearable devices for multimodal optical diagnostics of microcirculatory-tissue systems: application experience in the clinic and space
RU2428920C1 (ru) Способ оценки насыщения кислородом крови в коронарном синусе у человека
Kappus et al. Validity of predicting left ventricular end systolic pressure changes following an acute bout of exercise
Green et al. Does manipulation of arterial shear stress enhance cerebrovascular function and cognition in the aging brain? Design, rationale and recruitment for the Preventia randomised clinical trial
RU2370205C1 (ru) Способ диагностики функционального состояния сердечно-сосудистой системы у больных сахарным диабетом
US20070276210A1 (en) Apparatus and method for measuring myocardial oxygen consumption
Bobrie et al. Self blood pressure measurement at home
Cheing et al. The potential influence of diabetic history on peripheral blood flow in superficial skin
Anisimov et al. Simultaneous registration of hemodynamic parameters during ortho-and anti-orthostatic loads
Juliana et al. Reliable monitoring of oxygen saturation via pulse oximetry: Which site to choose?
RU2496420C1 (ru) Способ определения кардиального синдрома х
RU2680798C2 (ru) Способ оценки числа функционирующих кровеносных капилляров у человека (варианты)
Zamenina et al. Heart electrical activity during ventricular repolarization in subjects with different resistances to hypoxia
RU2275630C2 (ru) Способ определения среднего значения насыщения кислородом смешанной венозной крови человека (варианты)
RU2272295C2 (ru) Способ оценки общего периферического сопротивления малого круга кровообращения у больных с унивентрикулярной гемодинамикой
RU2166279C2 (ru) Способ мониторинга интегральной оценки кровообращения человека
RU2473900C1 (ru) Способ оценки функционального состояния кровообращения в большом, малом и коронарном кругах у человека во время физической нагрузки
RU2378978C1 (ru) Способ определения ударного объема сердца человека